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雨天請放慢腳步解析輪胎排水原理

http://zz.auto.sina.com.cn 2014年07月03日09:08 新浪汽車字號：大中小

雨天請放慢腳步新浪用車解析輪胎排水原理

　　新浪汽車訊輪胎對一輛車到底有多重要？它影響著車輛的的操控感覺，舒適程度，噪音大小，越野能力，油耗等等，當然還有下雨天的行車安全。下雨天減速慢行是經(jīng)驗之談，但是為何要慢行？如果只是濕滑的路面減小的輪胎對地面的摩擦力，那么輪胎的花紋設計完全可以更加簡單。

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　　在雨天，輪胎的排水功能是怎樣來實現(xiàn)的呢？那種花紋的輪胎排水效果更好呢？這是我們文章的重點，要弄清楚這點，你需要知道輪胎是怎樣來進行排水的。

輪胎排水溝槽的形式

　　仔細觀察輪胎的花紋你會發(fā)現(xiàn)，有些花紋相對比較深而且分布的面積相對大，這些“溝”就是輪胎的排水槽，排水槽可以是很多樣式的，可以是封閉或半封閉的縱向直線花紋，也可以是曲線花紋，還可以是折線紋路，對于普通輪胎，起到主要排水作用的是中間的縱向條紋，他們比較深，呈均勻或者不均勻的分布。

兩側的橫向花紋也起到了輔助排水的作用

　　汽車在濕滑路面上行駛時，被擠壓進輪胎花紋中的水會順著排水溝槽排出，保證了汽車在濕滑路面的正常行駛，普通輪胎除了這些主排水溝，兩側的橫向花紋也起到了輔助排水的作用。但是如果車速越來越快，積水越來越多，輪胎的排水溝槽也會出現(xiàn)飽負荷的情況。這樣很快車輛就會發(fā)生失控。

濕地影響輪胎的制動力

　　我們在濕滑的路面上實地測量了輪胎的制動力，這輛MG3的濕地制動距離是45.7米，而干地制動距離是45.3米，前提是這輛車使用了性能不錯的排水輪胎。

滑水事故的運動軌跡

　　排水不但涉及汽車直線行駛問題，也涉及汽車轉向行駛問題，排水欠佳的輪胎會使汽車失去控制能力，從而對行車安全構成嚴重威脅。我們的車輛高速行駛過程中制動，出現(xiàn)了嚴重的側滑，具體可見視頻中的介紹，這個路徑就是一起典型的濕滑路面引起滑水現(xiàn)象的的車輛行駛軌跡。那什么是輪胎的滑水現(xiàn)象呢？

輪胎的滑水現(xiàn)象

車速提高時形成水漂現(xiàn)象

　　當輪胎在有積水的路面上滾動時，會擠壓積水層，與輪胎接觸的前部的積水會產(chǎn)生一定的壓力沖向輪胎，這個就和我們把手伸進水缸里攪動水，會發(fā)現(xiàn)水會回饋手一個反作用力一樣。但是水對輪胎產(chǎn)生的這個動壓力與速度的平方成正比，當輪胎的轉速再次提高，當動壓力與輪胎的載荷相平衡的時候，這時候輪胎就完全是失去了與路面的接觸，漂浮在水膜上，失去與地面的摩擦力。

　　這種現(xiàn)場就是學術上的“滑水現(xiàn)象”

輪胎的滑水現(xiàn)象的三個階段

　　這種現(xiàn)象就很好的解釋了為什么雨天汽車更容易失控和打滑。在輪胎發(fā)生滑水現(xiàn)象前會經(jīng)歷三個階段，第一個階段是胎面與路面完全接觸，這時候水能夠順暢的通過輪胎排走，第二個階段胎面和地面不完全接觸，有大量水流散，但輪胎上仍然留有一層水膜，第三個階段就是水膜完全把汽車托住，離開地面。這三個階段的輪胎轉速也是不斷增加的。

發(fā)生滑水現(xiàn)象最低速度與輪胎內(nèi)氣壓的關系

　　如果輪胎上幾乎沒有花紋，我們可以根據(jù)公式得出不同胎壓下發(fā)生滑水現(xiàn)象的最小速度。

1968年Home得出最小極限水上滑行速度

　　式中 Vp——速度(km/h)；p——輪胎內(nèi)氣壓(kPa)。

　　如果按照普通轎車胎壓是220kpa來計算，發(fā)生滑水現(xiàn)象的最小速度大概是80KM/H,胎壓越高，臨界速度還會越大。

　　這只是最基本的臨界速度，影響臨界速度的因素多種多樣，這其中包括路面結構、積水深度、輪胎氣壓、載荷、溝槽花紋形式、磨損程度、水的深度，水和泥等雜質的混合程度。

　　這其中，排水溝槽的花紋和磨損程度是車主可以控制的因素。

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(編輯：李海旺)

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